科目ナンバー

SE-BI2-9A13

履修条件・関連科目等

　特になし。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

　生命科学科での最初の実験科目である。実験操作のなかでもっとも基盤的な，マイクロ・ピペッターと電子天秤の使用方法，および無菌操作を，だれの手助けも無く各自が精確かつ安全に操作できるようにする。これらの基本技術を用いて，環境中の微生物（物質循環にかかわる微生物を対象にする）の培養と計数，環境微生物の系統解析のための16S rRNA遺伝子のPCR増幅，および増幅産物の精製を行う。これらを的確に行うには，基本技術のスキルを確実に修得している必要がある。PCR増幅した16S rRNA遺伝子の塩基配列を解読し，その結果を用いて，対象とした微生物の系統解析を行う。そこでデータベースの検索（BLAST検索）の基本を修得する。

科目目的

　履修生にとって本科目が生命科学科での実験科目である。マイクロ・ピペッターと電子天秤の操作と無菌操作に習熟し，独力で操作できることが最初の目的となる。これを基盤にして，最終的には，それらの原理を十分に理解したうえで，PCRの操作と得られるデータの解析を独力で実施できるようになることを目指す。

到達目標

・マイクロ・ピペッターと電子天秤の操作と無菌操作に習熟する。
・それを独力で実行するために，実験プロトコルを予め作成することの重要性を理解し，実際に作成する。
・実験結果を正確に残すためには，実験後すぐに結果をまとめ，レポートを作成する必要がある。この点を理解する。
・実験プロトコルと実験レポートとは共通点が多く，実験プロトコルの作成はレポートを迅速にまとめるために必要なステップでもある。この点を理解する。
・環境微生物の培養を伴う（古典的な）計数方法を実施し，それが未知な微生物を単離する第一歩であることを理解する。
・予め作成した実験プロトコルを「暗記」し，マイクロ・ピペッターを非常に精確に操作しない限りPCRでDNAを増幅することはできない。PCRは初学者にはハードルの高い実験技法だが，それを成功させる。
・PCR増幅産物の塩基配列を解析し，それを基に，環境微生物の系統を解析する。
・この実験では、顕微鏡などの精密機械、高温高圧機器、火気、薬品（発がん性物質を含む）、微生物（感染性はないが）などを使用する。一連の実験を通して，安全な実験の実施のための規則を遵守し，操作手順を厳格に守ることの必要性を理解し，身につける
・環境に生息する生物（微生物を含む）を科学的に観察・測定・記録する手法の原理と実際を学び，環境における生命とそれが担う現象を科学的に見る眼を涵養する。

授業計画と内容

　本科目は，実験科学としての環境生物学の基礎を修得するため，履修生が実験操作の原理の学修，操作の実施，実験で得られた結果の解析と解釈を主体的に行うアクティブ・ラーニング科目である。

第 １回　ガイダンス；　安全な実験操作，実験プロトコルと実験レポートのまとめかた
第 ２回　マイクロ・ピペッターと電子天秤の操作，実験データの統計的取り扱い
第 ３回　マイクロ・ピペッター操作の精度の検定
第 ４回　培地調製の方法と注意点，滅菌の種類，操作
第 ５回　無菌操作の説明と実際，培養による環境微生物の計数
第 ６回　顕微鏡の操作，顕微鏡観察（環境試料）
第 ７回　微生物細胞の顕微鏡観察
第 ８回　PCRを用いた環境微生物の系統解析；実験系，PCRと電気泳動の原理と操作の説明，実験プロトコル作成
第 ９回　PCR実験プロトコルの講評，問題点の指摘に基づく改訂
第10回　PCR反応液の調製と反応；　環境微生物の計数（データの取得）
第11回　PCRで増幅されたDNAの検出，精製（塩基配列の決定）
第12回　遺伝子（16S rRNA遺伝子；PCRで増幅されたDNA）の塩基配列に基づく環境微生物の系統解析
第13回　環境微生物の計数と系統解析レポートについて；　講評，それに基づく討論
第14回　総まとめ；　実験科学事始め。　知識を習得するだけの学習との違いを振り返ってみよう。

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

・事前に実験書を十分に読んで内容を理解し，実験の手順書（プロトコル）を事前に作成することが必要である。
・実験レポートを作成することが必要である。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり１時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり２時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

　１回で完結する実験はなく，すべて関連した実験科目である。欠席分を補うことは困難であるため，毎回出席することが履修の前提となる。また、レポートの提出を義務付ける。

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける／その他

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

　提出されたレポート（あるいは実験プロトコル）はできるだけ速やかに目を通し，返却する。履修生が十分に理解していない点，改善すべき点をまとめ，授業中に講評を伝える。これをもとに，討議する。実験中の疑問については，躊躇なく教員かTAに質問願いたい。それには，すぐに回答する。

アクティブ・ラーニングの実施内容

ディスカッション、ディベート／グループワーク／プレゼンテーション／実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

その他

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

遺伝子解析で活用する。

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

テキスト
　「実習の手引き」をテキストとして配布する。実験はこれに従って実施する。
参考書
　杉山ら、新版　微生物学実験法、6,090円；
　鈴木ら、微生物の分類・同定実験法、5,040円；
　土壌微生物研究会、新編土壌微生物実験法、5,670円など
　さらに授業に際し、必要に応じて紹介する。

その他特記事項

　留学など，一般的な履修形態と異なる状況に至ることが分かっている場合、この科目の履修に先立って担当教員と十分に相談しておくこと。

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